[发明专利]可调谐太赫兹吸波器

说明书

本发明提供一种可调谐太赫兹吸波器，包括衬底层以及固定在衬底层上的薄膜层；其中，衬底层，在所述衬底层上开设有相互独立的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽通过流道连通，在所述第二凹槽内加工成型有超表面阵列结构，在第一凹槽中注入具有所需介电常数的液体，液体通过流道流入到第二凹槽中；薄膜层，其密封在衬底层上以使得第一凹槽和第二凹槽形成为封闭的腔体，所述超表面阵列结构与所述薄膜层之间具有间距。本发明解决了现有吸波器吸收特性固定不可调的问题，实现太赫兹吸波器的吸收峰频点与吸收率实时调节的功能。

技术领域

本发明属于吸波器设计制造的技术领域，具体涉及一种可调谐太赫兹吸波器。

背景技术

全球首份6G白皮书报告指出：“太赫兹关键器件会是未来6G愿景实现的关键技术与挑战”。随着太赫兹技术在未来通信领域的进一步应用，研制能够抵挡或削弱太赫兹辐射的材料或器件至关重要。其中，超材料吸波器是一种十分重要且有效的吸收电磁波的器件。

完美超材料吸波器的概念于2008年被提出，但是当时的吸波器主要为“金属-介质-金属”结构，具有结构复杂，加工困难以及难以实现多频或宽频吸收的缺点。后来全介质吸波器的出现解决了上述问题。其中，硅成为制作太赫兹吸波器最广泛的应用材料，这不仅是由于硅具有优良的物理、化学、机械性质，同时具有一定掺杂浓度的硅还能够支持太赫兹波段的表面等离激元共振。时至今日，各种各样的硅基吸波器被提出。目前，超材料吸波器一旦被加工完成，其性能也固定不变，无法调节，这大大限制了吸波器在各种场景下的应用。因此，吸波器的吸收特性可调节成为目前研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种可调谐太赫兹吸波器，该吸波器解决了现有吸波器吸收特性固定不可调的问题，实现太赫兹吸波器的吸收峰频点与吸收率实时调节的功能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种可调谐太赫兹吸波器，包括衬底层以及固定在衬底层上的薄膜层；其中，

衬底层，在所述衬底层上开设有相互独立的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽通过流道连通，在所述第二凹槽内加工成型有超表面阵列结构，在第一凹槽中注入具有所需介电常数的液体，液体通过流道流入到第二凹槽中；

薄膜层，其密封在衬底层上以使得第一凹槽和第二凹槽形成为封闭的腔体，所述超表面阵列结构与所述薄膜层之间具有间距。

进一步地，所述衬底层由高掺杂硅制成。

进一步地，所述超表面阵列结构包括周期排布的多个梯形凸台结构，所述梯形凸台结构的横截面积随着靠近薄膜层逐渐减小，两两相邻的梯形凸台结构之间具有供液体流过的沟道。

进一步地，超表面阵列结构的结构参数为10¹μm数量级，通过改变其结构参数，从而改变吸波器的吸波特性。

进一步地，薄膜层与衬底层之间是通过硅氧键实现不可逆键合的。

进一步地，所述第一凹槽还与液压装置连通，所述液压装置通过管道穿过薄膜层伸入至第一凹槽中并通过控制注入至第一凹槽中液体的体积从而控制第一凹槽和第二凹槽中液体的高度进而实现调节吸波器的吸波特性。

进一步地，所述薄膜层由柔性聚合物材料制成，通过调节薄膜层的厚度也能实现调节吸波器的吸波特性。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明解决了现有吸波器吸收特性固定不可调的问题，实现太赫兹吸波器的吸收峰频点与吸收率实时调节的功能，具体地，本发明不仅可以通过改变薄膜层的厚度、超表面阵列结构的结构参数改变吸波器的吸波特性，还可以通过改变超表面与薄膜层之间的液体高度实现对吸波特性的动态调节；